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防雷保护级别的划分
 

一、建筑物防雷分类

 1、雷击保护系统(LPS):是对建筑物或屋内防雷击保护的全部系统的统称,包括外部防雷系统和内部防雷系统。

 2、雷击保护分区(LPZ):通过对雷击电磁环境的定义,进行区域划分。

 二、防雷分区的目的

 相对于不同的要求,根据安装位置、保护级别和冲击流通容量,浪涌保护器分为B、C、D三级(式按IEC分类方法,顺次序对应为Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ级)。分级的目的是提供有选择的浪涌保护,保证一个高的能量吸收能力和尽可能最低的保护水平。

 这个分类符合DIN VDE 0675 第六部分(草案11.98)A1和A2的要求。这个标准提出了应用于额定电压最大不超过1000V、额定频率在50Hz到60Hz之间的交流电网的浪涌抑制器的设计的指导方针、要求和测试方法。

 三、分级防护:使过电压减小至无害的水平

 在国际标准IEC 61312-1中描述的分区防雷的观念已被证实是合理的、有效的。这个理论的基本思想是在过电压到达终端设备造成损害之前,逐级地减少它至无害的水平。为了达到这个目的,建筑物的整个保护空间被分到了几个防雷分区(LPZs)。在线路由一个分区进入到另一个分区的地方安装浪涌抑制器,按照不同分区的具体要求安装相应等级的浪涌抑制器。

 分区防雷理论的主要优点:

 包含高能量的有害的雷电流在导线进入建筑物处直接被转向泄入大地,使得进入到其他系统的过电压值最小化。 避免由于磁场的干扰对于新建、扩建和改造的建筑物都可以通过一个单独的防护理念来设计。

 由外到内,防雷分区(LPZs)被定义如下:

 LPZ 0A:在建筑物外部,不受外部保护装置保护的区域。可能遭受直击雷,对雷电磁脉冲没有任何屏蔽防护。

 LPZ 0B:在建筑物外部受外部防雷装置保护的区域。对雷电磁脉冲没有任何屏蔽防护。

 LPZ 1:建筑物内部区域。有小部分雷电能量进入的可能性。

 LPZ 2:建筑物内部区域。有低的浪涌过电压进入的可能性。

 LPZ 3:建筑物(也可能是设备的金属外壳)内部区域。没有雷电磁脉冲产生的干扰,也没有浪涌过电压。

 分区防雷理论的必要条件是正确安装的等电位连接系统,然后在各分区之间安装电涌保护器作为补充,因而对于防雷来说,建立等电位连接系统同样重要。

 防雷技术名词解释

 1、等电位连接:

 将电器设备与外部导体作出连接,以达到相同或相近电位的电气连接器件。电涌保护器为保护带电导体的其中一大类。

 2、故障分类

 1)电涌:电涌在导线与导线之间或导线与地之间发生一个瞬态的过电压,时间少于1ms,该电压远远超过设备的最高允工作电压峰值,但它并无工作频率。电涌的成因为雷击或者开关误操作(如空气开关过流跳闸)而引起的操作过电压。

 2)瞬时过电压:瞬时过电压是在某地区的波动,时间相对来说比较长,可视为1ms—20ms之间。

 3、电涌保护器分类

 1)SPD:Surge Protection Device的缩写,其功能是对电涌产生保护功能的器件。

 2)开关(限流)型 SPD:按照IEC61312-3的要求,一般用在LPZOB-LPZ1区中,用于电源系统的防雷器,可最大限度的消除电网后续电流,疏导10/350us的模拟雷电冲击电流。

 3)限压型 SPD:按照 IEC61312-3的要求,一般用在 LPZ1区和 LPZ2区的防雷器,可较大程度减低电网上的残压,疏导8/20us 的模拟雷电冲击电流。

 4)电涌保护器(第一级):由于特殊设计,能够承受直击雷的能量和释放部分直接雷击电流的电涌保护器。

 5)电涌保护器(第二级):能够释放由远距离或传导雷击以及开关转换而引起的电涌的电涌保护器。

 6)电涌保护器(第三级):为了保护使用插座的单个负载而设计的电涌保护器。

 7)电涌保护器前端的保护熔丝(后备保险熔丝):在所有的电涌保护器前端都必须安装前级保险丝。如果电路中的熔丝的额定值高于电涌保护器元件的最大容许熔丝,电涌保护器必须选择符合要求的前级熔丝串联在前端,进行保护。

 4、电涌保护器参数分类

 1)最大持续工作电压 Uc:对于内部没有放电间隙的电涌保护器,该电压值表示最大可允许加在电涌保护器两端的工频交流均方根(rms)。在这个电压下,电涌保护器必须正常工作,不可出现故障,同时该电压连续加载在电涌保护器上,不会改变电涌保护器的工作特性。

 2)额定电压UN :厂家设计该设备在正常工作下的电压,它可以用直流电压表示,也可以用正弦交流电压的有效值(rms)来表示。

 3)最大通流量Imax:SPD不发生实质性破坏,每线或单模块对地,过规定次数、规定波形的最大限度的电流峰值。冲击通流容量一般大于标称放电电流的2.5倍。

 4)额定放电电流(In)(标称放电电流):厂家出厂时标称电涌保护器的8/20雷电流波形的电流峰值,它是用来划分C类等级(Ⅱ级)电涌保护器。

 5) 脉冲冲击电流(Iimp)

 标准的10/350us雷电流模拟波形,主要参数:

 *电流峰值

 *电量

 *比能

 它是模拟自然界直接雷击的波形,B级雷击放电器必须能承受适当雷电流的多次冲击而不发生损坏。

 6)电压保护水平 Up:电涌保护器被触发前,在它的两端出现的最高瞬间电压值。本书第19页表格中列出了符合DIN VDE0110-1(04/97)标准的各类设备的保护电压水平的要求及对应保护水平电压。

 7)残压:雷电放电电流通过SPD时,其端子间呈现现的电压。

 8)100%雷击脉冲箝位电压:在1.2/50us的雷击脉冲电压波形的冲击下,电涌保护器的动作电压,在这个电压波的测试中,对电涌保护器进行十次冲击,保护器均必须动作。

 9)额定频率(fn):厂家设计该设备在正常工作下的频率

 10)反应时间 (tA):在本质上,反应时间是依赖于电涌保护器内部所采用的元器件的特性来确定的。反应时间有可能由于浪涌电压的du/dt(电压上升速度)或浪涌电流的di/dt(电流上升速度)陡度而有所限制。

 11)短路承受强度:电涌保护器必须在依靠外部或内部的断路器或电路的过流保护装置断开,短路中流前所能承受的短路电流(如保险丝或断路器)将该电流遮断。

 12)后续电流(If):

 在电涌保护器放电后,流经它的电流,它依赖于不同的电网,后续电流是属于持续开路电流,它的大小是和电涌保护器到变压器的距离及变压器容量有关系。

 13)传输频率

 通信线路电涌保护器的插入损耗<3dB时的频率